题目内容
如图13绝缘斜面AC的倾角α=37°,AB=BC=l,AB之间斜面光滑,BC之间斜面粗糙,在A、B两点分别放置质量均为m,带电量均为q的小滑块甲和乙,当所加匀强电场的方向垂直斜面向上时,两滑块均以相同的加速度沿斜面下滑.若保持电场强度大小不变,方向改为垂直斜面向下,再从A、B两点由静止释放滑块,滑块乙静止,甲加速下滑与乙碰撞,碰撞后甲和乙没有分开,为使它们不能到达C点,滑块与斜面间的动摩擦因数μ为多大?(两滑块均视为质点,g=10m/
,sin37=0.6)
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当所加电场方向垂直斜面向上时,两滑块均以相同的加速度沿斜面下滑,由于AB段光滑,滑块甲沿斜面下滑的加速度为g·sinα?.
对于滑块乙、应有沿斜面下滑的加速度g·sinα??,则
,而
-qE-mg·cosα?=0
故有:qE=mg·cosα?? ①
当所加电场方向垂直斜面向下时,滑块乙静止,
对甲有:mgsinα??=
②
从A到B,由运动学公式,得:
③
(或∵支持力、电场力不做功,∴ 有mglsinα?
)
甲与乙碰撞,由动量守恒定律,得:
=2mv ④
甲与乙碰撞后,以两滑块为研究对象,由牛顿第二定律,
得:
-2mgsinα??=(m+m)![]()
即?μ(2Eq+2mgcosα)-2mgsinα??=
⑤
从B到C由运动学公式,得:
⑥
联解得:??μ=
≈0.47,
即要使甲、乙不能到C点,须有??μ>0.47
(或由能量关系得,??μ(2Eq+2mgcosα??)l>
+2mglsinα??,解得??μ>0.47).